PR Odyssee 06 - Die Lebensboten

lange beobachten könnten.
    Insel-Universen in kosmischer Einsamkeit
    Weil die Schwerkraft zwischen hinreichend weit entfernten Systemen nicht ausreicht, um der beschleunigten Expansion durch die Dunkle Energie Paroli zu bieten, isolieren sich die Systeme im Lauf der Zeit voneinander. Das heißt, sie entfernen sich so weit und schnell, dass sie aus dem jeweiligen Beobachtungshorizont hinauswandern. Dann bleibt ihnen nur noch die kosmische Einsamkeit. Sie bilden gleichsam Mini- oder Insel-Universen, die durch unüberwindliche Leerräume für immer von der übrigen Materie getrennt sind.
    Tzihong Chiueh und Xiao-Gang He von der Universität Taiwan in Taipei haben im Jahr 2002 berechnet, dass sich Galaxienhaufen von 10 14 Sonnenmassen (das entspricht bei ihrem Volumen ungefähr dem 2,4fachen der so genannten kritischen Dichte) von der Expansion abkoppeln und somit gleichsam kosmologisch eingefroren werden. Die Selbstgravitation ihrer Materie schützt vor der Auflösung. »Eine große Zahl von Mini-Universen, einschließlich unserer eigenen Lokalen Gruppe, werden selbstgebunden und überleben die Zerstörung durch die kosmische Abstoßungskraft«, schreiben die beiden Physiker. Halos aus Kalter Dunkler Materie umhüllen diese Insel-Universen.
    Michael T. Busha, Fred C. Adams, Risa H. Wechsler und August E. Evrard von der University of Michigan in Ann Arbor berechneten 2003 den Einfluss-Radius verschiedener Gravitationssysteme. Beim Virgo-Galaxienhaufen im Sternbild Jungfrau, der knapp 10 14 Sonnenmassen und eine Entfernung von über 50 Millionen Lichtjahren hat, ist die Schwerkraft hundertmal zu gering, damit wir mit ihm auf ewig verbunden bleiben könnten. Er wird in etwas über 100 Milliarden Jahren hinter unseren Beobachtungshorizont verschwinden. Zum Vergleich: Die langlebigsten Sterne leuchten hundertmal länger.
    Galaxien wie unsere Milchstraße haben einen Gravitationsradius von gut zwei Millionen Lichtjahren. Relativ enge Galaxien-Paare können also zusammenbleiben. (Das träfe für die Milchstraße und den Andromeda-Nebel zu, doch da sie in gut fünf Milliarden Jahren ohnehin kollidieren und dann miteinander zu einer Elliptischen Galaxie verschmelzen werden, ist ihr Bund fürs Leben ohnehin intimer.) Isolierte intergalaktische Sterne, die von ihren Heimatgalaxien herausgeschleudert wurden oder gar im Leerraum selbst entstanden sind, haben einen Gravitationsradius von knapp 180 Lichtjahren. Isolierte Doppelsterne werden also von der kosmischen Expansion ebenso wenig getrennt wie Galaxien oder Galaxiengruppen. (Die Masse der Lokalen Gruppe mit unserer Milchstraße und dem Andromeda-Nebel hat eine ausreichende Masse von 2,3 plus/minus 0,6 x 10 12 Sonnenmassen.) Weil die beschleunigte Raumausdehnung die Materie effektiv trennt, kann übrigens allenfalls ein Teil der Materie mit Antimaterie (sofern überhaupt ausreichend vorhanden) zerstrahlen. Positronium wird sich also nicht bilden.
    Durch die exponentielle Expansion wird die Wellenlänge der Kosmischen Hintergrundstrahlung in gut 1.100 Milliarden Jahren größer als unser Beobachtungshorizont. Die Photonen sind dann nicht mehr individuell nachweisbar, sondern erscheinen nur noch als langsam variierende elektrische Felder. Im Gegensatz zu einem verlangsamt ewig expandierenden
    Universum nähert sich die Temperatur des beschleunigt expandierenden Universums übrigens nicht dem absoluten Nullpunkt an (0 Kelvin = -273,15 Grad Celsius), sondern >nur< einer Grenztemperatur von 10 29 Kelvin (das entspricht einer Energie von 10 33 Elektronenvolt). Sie stammt von der so genannten Hawking-Gibbons-Strahlung, die am Beobachtungshorizont entsteht und einen ähnlichen Ursprung hat wie die Hawking-Strahlung am Rand eines Schwarzen Lochs.
    Die folgende Tabelle fasst die Zukunft der kosmischen Vereinzelung zusammen. (Sie gilt für die Kosmologische Konstante, im Fall der Quintessenz-Modelle dauert es etwas länger.)
    Die Schicksalskraft des Universums
    Ein beschleunigtes Universum könnte sich ewig weiter ausdehnen. Dann geschehen ganz ähnliche Dinge wie im offenen, aber gebremst expandierenden Universum - das Sterben der Sterne, der Materie und schließlich der Schwarzen Löcher - nur wird der Raum noch schneller >leerer< und der kosmische Katzenjammer quasi noch größer. Die Dunkle Energie offeriert aber weitere Möglichkeiten, die es ohne sie nicht gäbe. Die wissenschaftlichen Eschatologen sind so schnell nicht arbeitslos, wenn sie die Zukunft vorhersagen wollen.
    »Das